【正文】 官進行灌流。暫時的輔助性人工心臟，實際上是一種體外循環(huán)機。 1958年制成塑料的人工心臟，并進行了以人工心臟置換狗心臟的試驗，但這只狗只活了 90分鐘。 76 ?1982年 ， JARVIK7是世界上第一個試圖永久性植入人體的完全人工心臟。 77 ? 1998年，首個輕便式的心臟“輔助器”投放英美市場。 ? 2022年 7月 2日，世界上第一例 全植入式 人工心臟植入手術(shù)在美國獲得成功。 ?重約兩磅，呈柚子狀，材料是塑料和鈦。 ? 完全代替心室功能并能完整植入體內(nèi)的人工心臟，不依賴體外的機器工作，能給病人更多活動能力。人造心臟本體取代患者心臟的左右心室，微型鋰電池和控制系統(tǒng)將植入患者的腹腔，外接電池組不植入人體，而是通過安裝在腹部表皮下的插座向植入的微型鋰電池充電。兩個腔室中間是電動機和泵，在心臟與血管的接口部分裝有活塞，以代替心臟瓣膜的功能。 78 79 80 人工心臟的分類 ?按 用途 分類：左心室輔助循環(huán)、右心室輔助循環(huán)及雙心室輔助循環(huán)和全人工心臟。 ?按 應(yīng)用 分類：短期泵、間斷性泵、長期泵和永久性泵。 81 結(jié)構(gòu)與材料學(xué)進展 1. 泵 的進展 從血流效果上來看分為搏動性血流和非搏動性血流兩種。而非搏動性人工心臟需要高效的能源與軸承密封或電磁軸承以減少血栓形成，維持正常器官功能，它需要更高的血管內(nèi)壓，并能造成器官血流和生化特點的變化，從全人工心臟的永久性應(yīng)用來看進一步發(fā)展非搏動性泵更有利于人工心臟解決血栓和全置入人體的問題。 82 進行動物實驗的人工心臟的血液泵 83 的演變 從應(yīng)用的功能設(shè)置來看可分為外置型與內(nèi)置型和固定型與可移動型，從實用性來看，可移動內(nèi)置電源最為理想。 84 3. 選用 材料 ?高分子材料 一直是人工循環(huán)的主要應(yīng)用材料。今后還有可能利用人工材料的特點體外塑行以微創(chuàng)手術(shù)將人工心臟置入人體，或者將人工材料做成人體可降解材料，使其在一定時期后功能完成后自然降解，以免除二次手術(shù)。近來有人做成鎳－鈦－鋯合金其優(yōu)越性更為突出。將人工心臟與集成電路芯片結(jié)合起來根據(jù)自體適時需要控制人工心臟的做功。預(yù)計將來可以結(jié)合生物傳感器根據(jù)更多血流動力學(xué)指征進行自身調(diào)節(jié)。前者見于急性心肌炎、心室部分切除、骨髂肌心肌成形、心臟人工瓣膜置換術(shù)后等，例如The LD－ PACE Ⅱ 。人工心臟長期應(yīng)用主要用于等待同種心臟移植或永久攜帶全人工心臟患者，見于終末期心臟病患者。 ?前者的突破在于人工心臟與電腦程序化控制結(jié)合和機械工藝的改進。近來的研究集中在改進人工心臟的材料結(jié)構(gòu)及工藝，總的來看沒有突破性進展。 ?人工心臟的發(fā)展需要進一步解決的問題： 89 人工耳蝸 （ Cochlear Implant） ?定義：又稱電子耳蝸 ，或耳蝸埋植 ， 人工電子耳 。 90 ?聽覺產(chǎn)生的原理： ?耳蝸基底膜的機械特性和毛細胞的靜纖毛的梯度變化是耳蝸對輸入聲波進行頻率和空間分析的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ) 。 ?基底膜振動時 ， 帶動相連的復(fù)膜及毛細胞的靜纖毛發(fā)生剪切運動 ， 使毛細胞表皮板的電阻發(fā)生變化 ， 調(diào)制了通過毛細胞的電流 ， 產(chǎn)生了耳蝸的感受器電位 ， 這就是 耳蝸的機械 —— 電換能過程 。 91 92 聲波通過時的耳蝸 93 ?特點： ?大多數(shù)的聽障患者都是由于聽覺毛細胞先天發(fā)育不良或受損 。 ?一般助聽器只單純放大聲音 ， 仍須經(jīng)包含不良毛細胞的原有路徑傳導(dǎo) ， 因此語言辨識能力受到影響 ， 特別是高頻聽力無法有效提升 。 94 ?發(fā)展： ?1790年 Volta首先發(fā)現(xiàn)電流刺激耳朵會產(chǎn)生聽覺 ?1957年 Djourno等將金屬線放入聾人的耳蝸 ， 并用交流電刺激 ， 人工電子耳植入術(shù)的研究正式萌芽 。 ?1972年 House與 Urban研發(fā)出單頻道人工電子耳 ， ?1984年澳洲的 Clark等則研發(fā)出核式 (Nucleus)22個多頻道人工電子耳 ， ?目前人工電子耳的市場以多頻道為主 ， 澳洲核式已進展到 24個頻道 ， 其他主要的廠牌包括美國的 Clarion有八個頻道 ， 奧地利的 MEDEL 40+ 則有 12對電極 。 95 ?原理：人工耳蝸是模擬耳蝸的生理功能的電子裝置，由體內(nèi)和體外兩部分組成。 ? 電極，電極植入耳蝸之鼓室階內(nèi)，直接刺激殘余的耳蝸神經(jīng)成分。麥克風(fēng)位于訊息發(fā)射器上面，或者位于耳掛式的白金系列聲音處理器上。 ?系統(tǒng)所能感應(yīng)到的音量強度范圍（輸入動態(tài)范圍），是由系統(tǒng)當中的軟件和電子零件所決定的 。 Clarion系統(tǒng)最廣的輸入動態(tài)范圍可以達到 60分貝。 ?聲音處理器是一個效率極高的微電腦，在一秒當中可以處理一億項指令。 ?Clarion有十六個電極 ﹐ 它們的接觸面呈長方形，電流傳送的方向直接對準聽神經(jīng)神經(jīng)元的位置。 104 105 106 107 ?電極定位器 ?不管耳蝸的形狀或大小， Clarion的電極定位器都能夠把電極置放在最接近聽神經(jīng)的位置。 108 109 人工胰腺 ?人工胰是用人工方法取代正常胰腺內(nèi)分泌功能的一種機械裝置 ， 由微機控創(chuàng) 。 它是由血糖傳感器 、測量電路 、 微機控制系統(tǒng) 、 胰島素儲存器 、 注射器及能源組成 ， 佩帶在病人前肢上 。 這種人工胰由于使用不方便 ， 目前只在糖尿病患者手術(shù)等情況下使用 。 這種人工胰島是 1965年由加拿大麥吉爾大學(xué) TMS Chang發(fā)明的 ， 至今進入動物實驗階段 ， 還未進入臨床應(yīng)用 。 111 ?植入型人工胰 ：法國蒙彼利埃市大學(xué)醫(yī)療中心，在世界上首次為一胰島素依賴型糖尿病患者成功地進行了人工胰腺植入手術(shù)。胰島素泵被植入患者腹腔內(nèi)的胰腺位置上，大約有２厘米厚１２厘米長，主要包括一個使用壽命為１０年的電池和一個濃縮胰島素儲藏器。 ?血糖監(jiān)測儀，其數(shù)值指示部分留在體外，而探頭部分則被植入患者頸部的頸靜脈中，并由一根兩毫米厚的導(dǎo)管連接至腔靜脈。 ?目前，他們還不能把胰島素泵和血糖監(jiān)測儀兩部分有機地連接起來。 114 人工皮膚 ?人工皮膚 它是在受創(chuàng)傷皮膚治療過程中使用的一種暫時性的創(chuàng)面保護性覆蓋材料，科學(xué)的名稱應(yīng)該為 人工的燒（創(chuàng)）傷覆蓋材料 ?？椢飳佑慑\綸 ﹑ 滌淪 ﹑ 丙綸等纖維材料組成。如把錦綸絲絨結(jié)合在厚度為 ，經(jīng)抗生物質(zhì)處理，制成的人工皮膚。 ?傳統(tǒng)的人工皮膚雖有多種，但都有不足之處。目前已經(jīng)商品化了，其中商標為帕斯基奇 W的人工皮膚是比較理想的﹑ 醫(yī)療效果非常出色的創(chuàng)傷保護材料。 117 ?甲殼素人工皮膚耐溶解性強，便于表皮細胞長入，愈后不發(fā)生粘連，具有止血 ﹑ 鎮(zhèn)痛的功效，并能抑制微生物 ﹑ 菌類的繁殖，促進傷口愈合。 ?甲殼素人工皮膚是一種前所未有的高技術(shù)新材料，它能與生物體組織發(fā)生細胞間的親和與反應(yīng)，表現(xiàn)出卓有成效的輔助治療功能。 人工皮膚 的研究與開發(fā)，市場前景廣闊。人工心臟亦即血泵，可取代人體心臟進行血液循環(huán)。人工心肺機用于心臟手術(shù)的體外循環(huán)、肺移植的輔助呼吸、急性呼吸衰竭的輔助治療等。 經(jīng)過幾十年許多人的設(shè)計和實驗 ， 到二十世紀 50年代 ， 才有四種不同形式的人工肺相繼問世并用于臨床 ， 即靜立垂屏式 、 轉(zhuǎn)碟式 、 鼓泡式和膜肺式 。 它由上方儲血室 、 氧合室和下方儲血室三部分組成 。 氧合室內(nèi)垂掛著 3～ 14片不銹鋼片 。氧合的血流向下流入下方儲血室 ， 然后由另一血泵將血液注入人體 。它的工作原理是：將引流出的靜脈血流入一個圓筒形槽 ， 槽內(nèi)液面要保持一定高度 。 當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時 ， 它所帶動的碟片上就涂上一層血液 ， 與槽內(nèi)的氧氣接觸進行血氣交換 。 其結(jié)構(gòu)較前二種復(fù)雜 。氧合室上方有一去泡室 ， 內(nèi)裝金屬或塑料絲網(wǎng)架 ， 上涂消泡劑硅油 ， 血內(nèi)氣泡接觸硅油立即破滅 。 124 ?膜肺是依據(jù)仿生原理按照肺泡氣體彌散生理功能設(shè)計的 ， 其原理不同于前三種人工肺血液與氧氣直接接觸 ， 而是血液和氧氣由薄膜隔開 ，一側(cè)通靜脈血 ， 另一側(cè)通純氧 。 反之 ， 血液中的二氧化碳分壓 （ PCO2） 為 40mmHg， 氧氣中的 PCO2為 0～ 5mmHg， 因此 CO2經(jīng)膜由血液向氣體側(cè)彌散 ， 最終逸出 。 125 ?膜肺是隨著膜材料的發(fā)展而發(fā)展的 。 真正實用的膜肺出現(xiàn)于 1960年 ， 膜材料為硅橡膠 。 聚合物材料有聚酯 、 聚乙烯 、 聚丙烯 、 聚苯乙烯 、聚四氟乙烯 、 醋酸纖維素 、 乙基纖維素 、 硅橡膠等 。 20世紀 80年代 ， 我國的鼓泡式氧合器和聚丙烯中空纖維管型膜肺都研制成功 。 自動控制流量 ， 實時檢測動 、靜脈壓力及血氧飽和度 （ SaO2） 、 二氧化碳分壓 （ PCO2） 并顯示 ， 具有血位報警及氣泡報警系統(tǒng) ， 并具有自動停止裝置 。如若神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生障礙或者竇房結(jié)不能有規(guī)律地發(fā)出電脈沖，心臟起搏器可以對患病的心臟給予直接電刺激，人為地使心搏數(shù)正常起來。同時代的瓦薩里用電刺激法曾成功地使剛剛死亡的患者心臟又恢復(fù)跳動。 ? 1952年美國波士頓哈佛醫(yī)學(xué)院的佐爾醫(yī)生，在心臟停跳患者的心臟部位和左肋下皮膚處置陰陽兩電極，給予每分鐘 90次的電刺激而使心臟復(fù)跳。佐爾被認為是心臟起搏器的發(fā)明者，被稱為“心臟起搏器之父”。 129 ?起搏器主要有體外式和體內(nèi)埋植式。還可根據(jù)患者的狀況變換心搏數(shù)。 ?采用體內(nèi)埋植式，將起博器植入病人腹部或腋窩皮下，對長期使用者非常方便，但起搏器心搏數(shù)固定也會帶來各種問題。電極和接收器植于體內(nèi)，用發(fā)送器在體外控制，這樣便可以根據(jù)情況變更心搏數(shù)。 1970年，巴黎外科醫(yī)生首次將具有核動力的起搏器裝于一婦女身上，核電池內(nèi)使用的是钚 238，重 150克，使用壽命 87年。 131 ? 為兒童患者設(shè)計的心臟起搏器 , 其頻率可調(diào)節(jié) 132 問題： 1. 舉例說出幾種生物材料的名稱及其用途（包括生物金屬材料、天然高分子及合成高分子生物材料）。